DE102016003883A1

DE102016003883A1 - Photogrammetrietafel, Photogrammetrieanordnung und Photogrammetrieverfahren

Info

Publication number: DE102016003883A1
Application number: DE102016003883.7A
Authority: DE
Inventors: Jan-Friso Evers-Senne; Matthias Kern
Original assignee: Testo SE and Co KGaA
Current assignee: Testo SE and Co KGaA
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05
Also published as: WO2017167440A3; WO2017167440A2; EP3436776A2; US20190078881A1; WO2017167440A8

Abstract

Bei einer Photogrammetrietafel (1) zur Verwendung in einem Photogrammetrieverfahren wird vorgeschlagen, wenigsten zwei Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5) in einer gekreuzten Anordnung auf ein Material, insbesondere auf ein Blech (6), aufzudrucken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Photogrammetrietafel mit wenigstens zwei Gruppen von Markierungen, die zueinander gekreuzt angeordnet sind. Derartige Photogrammetrietafeln sind bekannt und werden verwendet, um in einem Photogrammetrieverfahren ein Koordinatensystem zu definieren. Hierzu wird die Photogrammetrietafel in einer Szene aufgenommen. Aus dem (perspektivisch und aufgrund der Abbildungsrichtung verzerrten) Bild der Photogrammetrietafel ist es möglich, ein Koordinatensystem für die auszumessende Fläche abzuleiten.
Für das Photogrammetrieverfahren ist es zudem erforderlich, eine Skalierung der jeweils aufgenommenen Szene zu ermitteln. Hier kommen im Stand der Technik sogenannte Scale Bars zum Einsatz. Diese Stäbe haben Kreismarken und Identifikationsmerkmale und sind mit höchster Präzision gefertigt und eingemessen. Durch diese Präzision ist eine Messgenauigkeit im Bereich 50 bis 500 Mikrometer erreichbar bei typischen Objektgrößen.
Die Erfindung betrifft weiter eine Photogrammetrieanordnung mit der bereits beschriebenen Photogrammetrietafel und mit einer Datenverarbeitungseinrichtung, die zu einer photogrammetrischen Verarbeitung eines aufgenommenen Bildes eingerichtet ist.
Die Erfindung betrifft schließlich ein Photogrammetrieverfahren, wobei eine Photogrammetrietafel, die wenigstens zwei sich kreuzende Gruppen von Markierungen aufweist, in einer Szene angeordnet wird, wobei wenigstens ein Bild von der Szene aufgenommen wird und wobei aus den wenigstens zwei sich kreuzenden Gruppen von Markierungen ein Koordinatensystem des wenigstens einen aufgenommenen Bildes ermittelt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den apparativen Aufwand bei einem Photogrammetrieverfahren zu vereinfachen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der genannten Aufgabe bei einer Photogrammetrietafel der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass die Photogrammetrietafel aus einem bedruckten Material gefertigt ist. Somit ist eine Alternative zu der bisherigen Materialwahl einer Tafel aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff gegeben, die einfacher zu bearbeiten ist und eine weniger sorgfältige Handhabung erfordert, da das Material weniger leicht beschädigt und/oder unbrauchbar wird. Bevorzugt weist das Material einen bekannten Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der zu einer Temperaturkompensation einer Ausdehnung des Materials hinterlegt sein kann. Bevorzugte Materialien sind beispielsweise PVC, Sandwichmaterialien, beispielsweise aus Kombinationen von Kunststoff- und Metalllagen, oder – besonders bevorzugt – Blech.
Dies vereinfacht den apparativen Aufwand bei einem Photogrammetrieverfahren beträchtlich.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Gruppen von Markierungen in separaten Druckbahnen aufgebracht sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein guter Kompromiss zwischen der Anforderung einer möglichst großflächigen Tafel einerseits und der Anforderung eines zur Erreichung einer hohen Druckgenauigkeit begrenzten bedruckbaren Bereichs gefunden werden kann. Insbesondere ist so erreichbar, dass die Markierungen in Druckrichtung mit hoher Genauigkeit aufgebracht werden können, um so auch die Ableitung einer Skalierung aus den aufgenommenen Bildern zu erlauben. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Gruppen von Markierungen in einem Präzisionsdruckverfahren aufgebracht sind. Somit ist eine werksseitige, individuelle Vermessung jeder Photogrammetrietafel, die bei den bereits erwähnten Scale Bars erforderlich ist, verzichtbar. Hier ist es besonders günstig, wenn das Präzisionsdruckverfahren in zwei Druckschritten ausgeführt wird, in denen die zwei Gruppen von Markierungen getrennt voneinander ausgebildet oder aufgetragen werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Gruppen von Markierungen in jeweils einer Diagonale einer rechteckigen Grundform aufgebracht sind. Von Vorteil ist dabei, dass ein Materialverbrauch für die Photogrammetrietafel, der sich aus den Ausdehnungen der Gruppen von Markierungen ergibt, minimierbar ist. Dies ist besonders günstig im Vergleich zu den bisher üblichen Ausrichtungen der Gruppen von Markierungen parallel zu Kanten einer rechteckigen Grundform.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Identifikationsinformation aufgebracht ist. Von Vorteil ist dabei, dass die verwendete Photogrammetrietafel automatisiert identifizierbar ist. Bevorzugt ist diese Identifikationsinformation maschinenauslesbar gestaltet. Besonders günstig ist es hierbei, wenn die Identifikationsinformation redundant als eine Haupt-Identifikationsinformation und eine Kontroll-Identifikationsinformation aufgebracht ist. Somit ist erreichbar, dass eine Haupt-Identifikationsinformation überprüfbar ist. Dies dient zur Vermeidung von Lesefehlern, die aufgrund von teilverdeckten Identifikationsinformationen auftreten können.
Besonders günstig ist es dabei, wenn die Identifikationsinformation unabhängig von den wenigstens zwei Gruppen von Markierungen ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Identifikationsinformation nicht mit derselben Präzision aufgebracht werden muss, wie die zwei Gruppen von Markierungen, welche die Skalierung und/oder das Koordinatensystem festlegen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Identifikationsinformation in einem Kreuzungsbereich der wenigstens zwei Gruppen von Markierungen aufgebracht ist. Dies hat den Vorteil, dass die Identifikationsinformation bei typischen Messsituationen unverdeckt dargestellt ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Identifikationsinformation, insbesondere die bereits erwähnte Identifikationsinformation, in einem von dem Aufbringen der wenigstens zwei Gruppen von Markierungen getrennten Verfahren aufgebracht ist. Somit kann eine auf die Photogrammetrietafel zugeschnittene Identifikationsinformation mit einem besonders preisgünstigen Druckverfahren oder anderen Verfahren aufgebracht sein. Es ist somit auch möglich, die Identifikationsinformation unentfernbar, beispielsweise durch Prägung, Gravur oder dergleichen, aufzubringen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine streifenförmige Fläche, auf welcher eine der wenigstens zwei Gruppen von Markierungen aufgebracht ist, durch Materialaussparungen in einer rechteckigen Grundform definiert ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Eigengewicht der Photogrammetrietafel verringerbar ist. Von Vorteil ist weiter, dass die Materialaussparungen verwendet werden können, um beispielsweise jeweils einen Griff zu bilden, an der die Photgrammetrietafel tragbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an einem Seitenrand der Photogrammetrietafel ein Steckbereich ausgebildet ist, mit welchem die Photogrammetrietafel in einen weichen Untergrund steckbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Photogrammetrietafel auf einfache Weise parallel oder nahezu parallel zu aufrecht stehenden Flächen ausrichtbar ist. Besonders günstig ist es dabei, wenn der Steckbereich unbedruckt ausgebildet ist. Auf diese Weise kann einfach erreicht werden, dass in der Bedruckung enthaltene Informationen durch das Einstecken der Photogrammetrietafel unverdeckt bleiben. Besonders günstig ist es, wenn der Steckbereich dazu ausgebildet ist, die Photogrammetrietafel in einen Erde aufweisenden Bereich der Erdoberfläche zu stecken. Dies kann beispielsweise durch eine schneidenartige Kante oder durch Steckvorsprünge oder auf andere Weise erreicht sein.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Photogrammetrietafeln aus bedrucktem Aluminium und/oder Stahl gefertigt ist. Es hat sich herausgestellt, dass diese Materialien besonders einfach verarbeitbar und zu diesem Zweck einsetzbar sind.
Zur Lösung der genannten Aufgabe sind bei einer Photogrammetrieanordnung erfindungsgemäß die Merkmale des nebengeordneten, auf eine Photogrammetrieanordnung gerichteten Anspruchs vorgesehen. Somit wird erfindungsgemäß zur Lösung der genannten Aufgabe bei einer Photogrammetrieanordnung der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass die Datenverarbeitungseinheit zu einer Ermittlung eines Koordinatensystembildes aus den wenigstens zwei sich kreuzenden Gruppen von Markierungen auf der Photogrammetrietafel und zu einer Ermittlung einer Skalierungsinformation aus den Markierungen auf der Photogrammetrietafel in dem Bild eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die bisher übliche Trennung von (großflächigen) Tafeln zur Definition eines Koordinatensystems einerseits und (hochpräzisen) Maßstäben zur Festlegung einer Skalierungsinformation andererseits aufgehoben wird. Vielmehr ist die Datenverarbeitungseinheit nun so eingerichtet, beispielsweise durch entsprechende Programmierung und/oder elektronische Konditionierung, dass eine Photogrammetrietafel für beide Zwecke ausreichend ist. Hierbei ist es besonders günstig, wenn die Photogrammetrietafel erfindungsgemäß, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf eine Photogrammetrietafel eingerichteten Ansprüche, ausgebildet ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Datenverarbeitungseinheit zu einer Extraktion wenigstens einer Identifikationsinformation auf der Photogrammetrietafel in dem wenigstens einen aufgenommenen Bild eingerichtet ist. Somit ist die verwendete Photogrammetrietafel identifizierbar. Besonders günstig ist es, wenn die Identifikationsinformation mittels Merkmalserkennung extrahierbar ist. Somit ist auf einfache Weise erreichbar, dass die Identifikationsinformation zum Einen erkennbar und zum Anderen automatisiert extrahierbar ist. Dies kann beispielsweise durch besonders gut erkennbare Merkmale, beispielsweise Kanten, Ecken, Kontrastunterschiede, erreicht sein.
Besonders günstig ist es hierbei, wenn die Datenverarbeitungseinheit zum Abgleich einer Haupt-Identifikationsinformation mit einer Kontroll-Identifikationsinformation einer, insbesondere der bereits erwähnten, Identifikationsinformation eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Identifikationsinformation automatisiert auslesbar und auf Auslesefehler, die beispielsweise durch eine teilverdeckte Identifikationsinformation erzeugt sein können, überprüfbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Temperatursensor ausgebildet ist und dass die Datenverarbeitungseinheit zumindest zu einer Temperaturkompensation einer aus wenigstens einem aufgenommenen Bild ermittelten Skalierungsinformation anhand eines Temperaturmesswertes des Temperatursensors eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Verwendung von temperaturstabilisierten Werkstoffen für die Photogrammetrietafel verzichtbar ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Temperatursensor an der Photogrammetrietafel ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Temperatur der Photogrammetrietafel, welche die Ermittlung einer tatsächlichen Ausdehnung der Photogrammetrietafel und somit der darauf abgedruckten Gruppe von Markierungen erlaubt, ermöglicht ist. Bevorzugt ist die Temperaturkompensation so eingerichtet, dass eine Wärme aus der Photogrammerietafel kompensiert ist. Eine derartige Temperaturkompensation erlaubt es, die Genauigkeit der Extraktion einer Skalierungsinformation aus der aufgenommenen Photogrammetrietafel deutlich zu erhöhen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Bildaufnahmevorrichtung ausgebildet ist, mit welcher das Bild aufnehmbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine kompakte Anordnung ausbildbar ist, welche einfach transportabel sein kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Bildaufnahmevorrichtung und die Datenverarbeitungseinheit in ein Handgerät integriert sind. Besonders günstig ist es dabei, wenn ein Temperatursensor, beispielsweise der bereits erwähnte Temperatursensor, an der Bildaufnahmevorrichtung ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Übertragung der Temperaturmesswerte zur Datenverarbeitungseinheit einfach realisierbar ist.
Zur Lösung der genannten Aufgabe sind bei einem Photogrammetrieverfahren die Merkmale des unabhängigen, auf ein Photogrammetrieverfahren gerichteten Anspruchs erfindungsgemäß vorgesehen. Somit wird erfindungsgemäß zur Lösung der genannten Aufgabe bei einem Photogrammetrieverfahren der eingangs beschriebenen Art insbesondere vorgeschlagen, dass die Markierungen auf ein Material, insbesondere Blech, gedruckt sind und aus den Markierungen einer Skalierungsinformation zu dem wenigstens einen aufgenommenen Bild ermittelt wird. Von Vorteil ist dabei, dass sowohl das Koordinatensystem als auch die Skalierungsinformation mit einer Messhilfe, der bereits erwähnten Photogrammetrietafel, gewinnbar sind. Der apparative Aufwand zur Durchführung des Photogrammetrieverfahrens ist somit deutlich verringerbar. Besonders günstig ist es, wenn die Photogrammetrietafel erfindungsgemäß, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf eine Photogrammetrietafel gerichteten Ansprüche, ausgebildet ist und/oder wenn die Photogrammetrietafel Teil einer erfindungsgemäßen Photogrammetrieanordnung, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf einer Photogrammetrianordnung gerichteten Ansprüche, ausgebildet ist. Somit sind die Vorteile der erfindungsgemäßen Photogrammetrietafel und/oder der erfindungsgemäßen Photogrammetrieanordnung bei dem erfindungsgemäßen Photogrammetrieverfahren nutzbar.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zu einer automatischen Berechnung von 3D-Daten aus dem wenigstens einen aufgenommenen Bild (beziehungsweise den aufgenommenen Bildern) ein Abstand von wenigstens zwei Markierungen voneinander in einer Gruppe der wenigstens zwei Gruppen von Markierungen stärker gewichtet wird als eine Relativposition von wenigstens zwei Markierungen aus unterschiedlichen Gruppen. Von Vorteil ist dabei, dass eine relative Ausrichtung der Gruppen aufeinander mit einer geringeren Genauigkeit erfolgen muss, als die Ausrichtung der Markierungen innerhalb einer Gruppe. Somit ist beispielsweise ein Winkel zwischen den Gruppen von Markierungen und/oder ein Versatz der beiden Gruppen von Markierungen gegeneinander, der bzw. die sich aus den fertigungstechnischen Toleranzen des Druckverfahrens ergeben, mit größerer Unbestimmtheit fertigbar, ohne dass die Genauigkeit der Skalierungsinformation leidet. Besonders günstig ist es, wenn ein Abstand von wenigstens zwei Markierungen voneinander in einer durch eine Druckrichtung vorgegebene Verlaufsrichtung einer Gruppe der wenigstens zwei Gruppen von Markierungen stärker gewichtet wird als die bereits erwähnte Relativposition von wenigsten zwei Markierungen aus unterschiedlichen Gruppen. Somit ist eine hohe Genauigkeit, die beispielsweise durch Präzisionsdruckverfahren in der Druckrichtung gegeben ist, verwendbar, um eine gute Genauigkeit für die Skalierungsinformation zu erreichen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Fehlermeldung generiert wird, wenn eine vorbestimmte Mindestanzahl von Markierungen in einer Gruppe der wenigstens zwei Gruppen im wenigstens einen aufgenommenen Bild nicht identifizierbar ist oder nicht identifiziert wird. Von Vorteil ist dabei, dass dem Benutzer angezeigt werden kann, wenn die gewünschte Skalierungsinformation nicht mehr mit der gewünschten Genauigkeit ermittelbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Skalierungsinformation mit einem Temperaturmesswert temperaturkompensiert wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Änderung einer Größe einer Photgrammetrietafel, welche die Markierungen trägt, aufgrund von Temperaturänderungen kompensierbar ist. Besonders günstig ist es daher, wenn die Temperaturkompensation zu einer Kompensation einer Wärmeausdehnung der Photogrammetrietafel führt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine erfindungsgemäße Photogrammetrieanordnung, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf eine Photogrammetrieanordnung gerichteten Ansprüche, verwendet wird. Somit ist eine einfache Umsetzung eines erfindungsgemäßen Photogrammetrieverfahrens beschrieben.
Die Erfindung wird nun anhand von einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben, ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kompensation der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des Ausführungsbeispiels.
Es zeigt
1 eine erfindungsgemäße Photogrammetrietafel in schematisierter Darstellung,
2 ein typisches Anwendungsszenario in Draufsicht einer erfindungsgemäßen Photogrammetrietafel in einem erfindungsgemäßen Photogrammetrieverfahren und
3 ein Anwendungsszenario in Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Photogrammetrietafel in einem erfindungsgemäßen Photogrammetrieverfahren, wobei die Photogrammetrietafel beispielhaft in drei denkbaren Positionen angeordnet ist.
Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete erfindungsgemäße Photogrammetrietafel hat eine erste Gruppe 2 von Markierungen 3 und eine zweite Gruppe 4 von Markierungen 5.
Die Markierungen 3, 5 sind jeweils kreisförmig ausgebildet und zueinander identisch.
Die vier Markierungen 3 bilden somit eine lineare Anordnung von Markierungen in der ersten Gruppe 2, während die die fünf Markierungen 5 eine lineare Anordnung von Markierungen in der zweiten Gruppe 4 darstellen. Bei weiteren Ausführungsbeispielen sind andere, insbesondere größere oder kleinere, Anzahlen von Markierungen 3, 5 ausgebildet.
Die Markierungen 3, 5 sind auf ein Blech 6 oder ein sonstiges Material mit einem bekannten Wärmeausdehungskoeffizienten aufgedruckt.
Hierbei sind die Markierungen 3 in einer ersten Druckbahn 7 entlang einer Diagonale des rechteckförmigen Blechs 6 aufgebracht.
Die Markierungen 5 sind hierzu kreuzend in einer zweiten Druckbahn 8 aufgebracht.
Die Druckbahnen 7 und 8 werden nacheinander in einem Präzisionsdruckverfahren aufgetragen.
Durch die gekreuzte Anordnung der Druckbahnen 7 und 8 wird erreicht, dass die zweite Gruppe 4 von Markierungen 5 in einer zweiten Diagonale der rechteckigen Grundform des Blechs 6 liegt.
In einem Kreuzungsbereich 9 der Gruppen 2, 4 ist eine Identifikationsinformation 10 ausgebildet. Die Identifikationsinformation 10 ist mit geringerer drucktechnischer Genauigkeit aufgebracht und wird in einem von den erwähnten Präzisionsdruckverfahren getrennten Verfahren aufgetragen.
Die Identifikationsinformation 10 ist hierbei in eine Haupt-Identifikationsinformation 11 und eine Kontroll-Identifikationsinformation 12, beispielsweise eine Prüfsumme, unterteilt. Somit ist die Kontroll-Identifikationsinformation 12 verwendbar, um die korrekte Extraktion der Haupt-Identifikationsinformation 11 automatisiert zu prüfen.
Die Druckbahnen 7, 8 sind jeweils so belegt, dass sie auf einer streifenförmigen Fläche 13, 14 liegen. Die streifenförmige Fläche 13 ist daher gekreuzt zu der streifenförmigen Fläche 14 angeordnet. Die streifenförmigen Flächen 13, 14 sind hierbei dadurch gegeben, dass in unbedruckten Bereichen Materialaussparungen 15, 16, 17, 18 ausgebildet sind.
Die Materialaussparungen 15, 16, 17, 18 reduzieren nicht nur das Eigengewicht der Photogrammetrietafel 1, sondern bilden gleichzeitig einen Griff 19.
Am unteren Ende der Photogrammetrietafel 1 ist ein unbedruckter Steckbereich 20 ausgebildet, mit welchem die Photogrammetrietafel in einen Bereich der Erdoberfläche, der Erde oder ein sonstiges weiches Material aufweist, steckbar ist.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Photogrammetrietafel 1 aus einem Blech 6, aus Aluminium oder aus Stahl.
Auf der Photogrammetrietafel 1 ist ein Temperatursensor 21 angeordnet, mit welchem eine Temperatur der Photogrammetrietafel 1 erfassbar ist.
Dieser Temperatursensor 21 ist mit nicht weiter dargestellten Messwertübertragungsmitteln verbunden, um den Temperaturmesswert an eine Datenverarbeitungseinheit 26 (vgl. 2 und 3) zu übermitteln.
Die Datenverarbeitungseinheit 26 ist zu einer Temperaturkompensation einer aus wenigstens einem aufgenommenen Bild ermittelten Skalierungsinformation anhand des Temperaturmesswerts zu einer Kompensation einer Wärmeausdehnung der Photogrammetrietafel 1 eingerichtet.
Die Datenverarbeitungseinheit 26 ist hierbei Bestandteil einer in 2 und 3 dargestellten erfindungsgemäßen Photogrammetrieanordnung 25, die außer der gezeigten Photogrammetrietafel die bereits erwähnte Datenverarbeitungseinrichtung 26, beispielsweise in einer Bildaufnahmevorrichtung 24 oder als separate Einheit, aufweist, die zu einer photogrammetrischen Verarbeitung wenigstens eines aufgenommenen Bildes eingerichtet ist.
Hierbei ist die Datenverarbeitungseinheit 26 so eingerichtet, dass aus der Lage der Markierungen 3, 5 der Gruppen 2, 4 im aufgenommenen Bild ein Koordinatensystem und aus einem Abstand von wenigstens zwei Markierungen 3, 5 innerhalb einer gemeinsamen Gruppe 2, 4 einer Skalierungsinformation berechenbar ist.
Zur Aufnahme des Bildes ist in der Photogrammetrieanordnung 25 ferner eine ebenfalls in 2 und 3 beispielhaft dargestellte Bildaufnahmevorrichtung 24, beispielsweise eine Kamera, ausgebildet. Die Bildaufnahmevorrichtung 24 kann mit einem weiteren Temperatursensor zur Kompensation einer Wärmeausdehnung der Photogrammetrietafel 1 versehen sein.
In dem erfindungsgemäßen Photogrammetrieverfahren wird daher die in 1 gezeigte Photogrammetrietafel 1 in einer Szene angeordnet, wobei ein Bild von der Szene mit der Bildaufnahmevorrichtung 24 aufgenommen wird.
Dies wird beispielhaft in den typischen Anwendungsszenarien gemäß 2 (Draufsicht) und 3 (Seitenansicht) dargestellt.
Demnach wird die Photogrammetrietafel 1 einer Photogrammetrieanordnung 25 nahe bei, insbesondere vor, einem Objekt 22 der Szene 23 positioniert. Anschließend wird die Szene 23 mit dem Objekt 22 und der Photogrammetrietafel 1 mit einer Bildaufnahmevorrichtung 24 der Photogrammetrieanordnung 25 aufgenommen. Hierbei sind in 2 zeitlich nacheinander gewählte Positionen der Bildaufnahmevorrichtung 24, beispielsweise einer Kamera, dargestellt, aus denen die Szene 23 aufgenommen wird. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind Aufbauten mit mehreren, jeweils ortsfest angeordneten oder relativ zueinander fest ausgerichteten Bildaufnahmevorrichtung 24, beispielsweise sogenannte Mehrkamera-Aufbauten vorgesehen.
Es ergibt sich somit eine Serie von mehreren aufgenommenen Bildern.
In 3 ist ersichtlich, dass die Photogrammetrietafel 1 in verschiedenen Positionen zum Objekt 22 angeordnet werden kann. Die Darstellung ist nur beispielhaft zu verstehen, und es sind weitere Positionen denkbar und einnehmbar. Demnach kann die Photogrammetrietafel 1 beispielsweise direkt vor dem Objekt 22 mit einer Kippung zur Bildaufnahmevorrichtung 24 angeordnet sein. Hierbei kann die Photogrammetrietafel 1 beispielsweise direkt an das Objekt 22 angelehnt sein (rechte Position in 3), flach auf einem Boden 25 abgelegt sein (mittlere Position) oder mit einem einstellbaren Winkel auf dem Boden abgestellt werden (rechte Position in 3). Bei dem erfindungsgemäßen Photogrammetrieverfahren erfolgen die erwähnten unterschiedlichen Aufnahmen mit der Bildaufnahmevorrichtung 24 derart, dass sich die Relativposition der Photogrammetrietafel 1 in Bezug auf die Szene 23 oder zumindest das Objekt 22 zwischen den Einzelaufnahmen nicht ändert.
In dem aufgenommenen Bild werden mit einer Datenverarbeitungseinheit der Photogrammetrieanordnung die zwei Gruppen 2, 4 von Markierungen 3, 5 identifiziert, und es wird aus den wenigstens zwei sich kreuzenden Gruppen 2, 4 von Markierungen 3, 5 ein Koordinatensystem des aufgenommenen Bildes ermittelt. Dieses Koordinatensystem beschreibt die Lage der Photogrammetrietafel 1 in Bezug auf die Abbildungsrichtung.
Aus den automatisch erfassten Markierungen 3, 5 wird außerdem eine Skalierungsinformation, welche einen Abbildungsabstand zu der Photogrammetrietafel 1 charakterisiert, ermittelt. Hierbei werden Abstände zwischen Markierungen 3 bzw. 5 innerhalb der Gruppe 2 bzw. 4 stärker gewichtet, als Abstände zwischen Markierungen 3, 5, die nicht derselben Gruppe 2, 4 angehören. Dies berücksichtigt, dass die relative Ausrichtung der Gruppe 2 zu der Gruppe 4 von geringerer Genauigkeit ist, als die Anordnung der Markierungen 3, 5 innerhalb der eigenen Gruppe 2, 4 herstellbar ist.
Gelegentlich kann es bei der Aufnahme des Bildes vorkommen, dass einzelne Markierungen 3, 5 ganz oder teilweise verdeckt sind, sodass sie nicht mehr automatisiert identifizierbar sind. In diesem Fall gibt die Datenverarbeitungseinheit eine Fehlermeldung aus, wenn eine vorbestimmte Mindestanzahl von Markierungen 3, 5 in einer der beiden Gruppen 2, 4 oder beiden Gruppen 2, 4 gemeinsam nicht mehr identifizierbar ist. Der Benutzer erkennt daran, dass er die Positionierung der Photogrammetrietafel 1 überprüfen und gegebenenfalls ändern muss, um eine verwendbare Aufnahme eines Bildes zu erhalten.
Während der Aufnahme des Bildes übermittelt der Temperatursensor 21 einen Temperaturmesswert von der Photogrammetrietafel 1 an die bereits erwähnte Datenverarbeitungseinheit. In der Datenverarbeitungseinheit wird aus diesem Temperaturmesswert berechnet, welchen Abstand die Markierungen 3 innerhalb der Gruppe 2 voneinander bzw. die Markierungen 5 der Gruppe 4 untereinander tatsächlich aufweisen, sodass eine Wärmeausdehnung der Photogrammetrietafel 1 kompensiert ist. Aus diesen temperaturkompensierten Abstandsinformationen wird anschließend in an sich bekannter Weise eine temperaturkompensierte Skalierungsinformation berechnet.
Bei der Photogrammetrietafel 1 zur Verwendung in einem Photogrammetrieverfahren wird somit vorgeschlagen, wenigsten zwei Gruppen 2, 4 von Markierungen 3, 5 in einer gekreuzten Anordnung auf ein Material, insbesondere auf ein Blech 6, aufzudrucken.
Bezugszeichenliste

1: Photogrammetrietafel
2: erste Gruppe
3: Markierung
4: zweite Gruppe
5: Markierung
6: Blech
7: erste Druckbahn
8: zweite Druckbahn
9: Kreuzungsbereich
10: Identifikationsinformation
11: Haupt-Identifikationsinformation
12: Kontroll-Identifikationsinformation
13, 14: streifenförmige Fläche
15, 16, 17, 18: Materialaussparung
19: Griff
20: Steckbereich
21: Temperatursensor
22: Objekt
23: Szene
24: Bildaufnahmevorrichtung
25: Photogrammetrieanordnung
26: Datenverarbeitungseinheit

Claims

Photogrammetrietafel (1), mit wenigstens zwei Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5), die zueinander gekreuzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Photogrammetrietafel (1) aus einem bedruckten Material, insbesondere Blech (6), gefertigt ist.
Photogrammetrietafel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5) in separaten Druckbahnen (7, 8) und/oder mit einem Präzisionsdruckverfahren aufgebracht sind und/oder dass die wenigstens zwei Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5) in jeweils einer Diagonale einer rechteckigen Grundform aufgebracht sind.
Photogrammetrietafel (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Identifikationsinformation (10), insbesondere redundant als eine Haupt-Identifikationsinformation (11) und eine Kontroll-Identifikationsinformation (12), aufgebracht ist, insbesondere unabhängig von den wenigstens zwei Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5) und/oder in einem Kreuzungsbereich (9) der wenigstens zwei Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5), und/oder dass die oder eine Identifikationsinformation (10) in einem von dem Aufbringen der wenigstens zwei Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5) getrennten Verfahren aufgebracht ist.
Photogrammetrietafel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine streifenförmige Fläche (13, 14), auf welcher eine der wenigstens zwei Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5) aufgebracht ist, durch Materialaussparungen (15, 16, 17, 18), insbesondere wenigstens einen Griff (19) bildende Materialaussparungen (15, 16, 17, 18), in einer rechteckigen Grundform definiert ist und/oder dass an einem Seitenrand der Photogrammetrietafel ein vorzugsweise unbedruckter Steckbereich (20) ausgebildet ist, mit welchem die Photogrammetrietafel (1) in einen weichen Untergrund, insbesondere in einen Erde aufweisenden Bereich der Erdoberfläche, steckbar ist.
Photogrammetrietafel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Photogrammetrietafel (1) aus bedrucktem Aluminium und/oder Stahl gefertigt ist.
Photogrammetrieanordnung (25) mit einer Photogrammetrietafel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und mit einer Datenverarbeitungseinrichtung, die zu einer photogrammetrischen Verarbeitung wenigstens eines aufgenommenen Bildes eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit zu einer Ermittlung eines Koordinatensystems des Bildes aus den wenigstens zwei sich kreuzenden Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5) auf der Photogrammetrietafel (1) und zu einer Ermittlung einer Skalierungsinformation aus den Markierungen (3, 5) auf der Photogrammetrietafel (1) in dem Bild eingerichtet ist.
Photogrammetrieanordnung (25) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (26) zu einer Extraktion wenigstens einer Identifikationsinformation (10), insbesondere mittels Merkmalserkennung, auf der Photogrammetrietafel (1) in dem wenigstens einen aufgenommenen Bild eingerichtet ist, insbesondere wobei die Datenverarbeitungseinheit (26) zum Abgleich einer Haupt-Identifikationsinformation (11) mit einer Kontroll-Identifikationsinformation (12) der Identifikationsinformation (10) eingerichtet ist.
Photogrammetrieanordnung (25) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (21), vorzugsweise an der Photogrammetrietafel (1), ausgebildet ist und dass die Datenverarbeitungseinheit (26) zumindest zu einer Temperaturkompensation einer aus wenigstens einem aufgenommenen Bild ermittelten Skalierungsinformation anhand eines Temperaturmesswertes des Temperatursensors (21), insbesondere zu einer Kompensation einer Wärmeausdehnung der Photogrammetrietafel (1), eingerichtet ist.
Photogrammetrieanordnung (25) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bildaufnahmevorrichtung (24) ausgebildet ist, mit welcher das Bild aufnehmbar ist, insbesondere wobei der oder ein Temperatursensor (21) an der Bildaufnahmevorrichtung (24) ausgebildet ist.
Photogrammetrieverfahren, wobei eine Photogrammetrietafel (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder einer Photogrammetrieanordnung (25) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, die wenigstens zwei sich kreuzende Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5) aufweist, in einer Szene angeordnet wird, wobei wenigstens ein Bild von der Szene aufgenommen wird und wobei aus den wenigstens zwei sich kreuzenden Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5) ein Koordinatensystem des wenigstens einen aufgenommenen Bildes ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungen (3, 5) auf ein Material, insbesondere Blech (6), gedruckt sind und aus den Markierungen (3, 5) eine Skalierungsinformation zu dem wenigstens einen aufgenommenen Bild ermittelt wird.
Photogrammetrieverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer automatischen Berechnung von 3D-Daten aus dem wenigstens einen aufgenommenen Bild ein Abstand von wenigstens zwei Markierungen (3, 5) voneinander in einer vorzugsweise durch eine Druckrichtung vorgegebenen Verlaufsrichtung einer Gruppe (2, 4) der wenigstens zwei Gruppen (2, 4) von Markierungen (3, 5) stärker gewichtet wird als eine Relativposition von wenigstens zwei Markierungen (3, 5) aus unterschiedlichen Gruppen (2, 4).
Photogrammetrieverfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlermeldung generiert wird, wenn eine vorbestimmte Mindestanzahl von Markierungen (3, 5) in einer Gruppe (2, 4) der wenigstens zwei Gruppen (2, 4) im wenigstens einen aufgenommenen Bild nicht identifizierbar ist.
Photogrammetrieverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Skalierungsinformation mit einem Temperaturmesswert temperaturkompensiert wird, insbesondere zu einer Kompensation einer Wärmeausdehnung der Photogrammetrietafel (1).
Photogrammetrieverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Photogrammetrieanordnung (25) nach einem der Ansprüche 6 bis 9 verwendet wird.